專利名稱：一種無線局域網中確認幀的發送方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術領域，特別是指一種無線局域網中確認幀(ACK)的發送方法。
背景技術：
無線局域網是一種遵循國際電氣和電子工程師協會(IEEE)802.11協議、以電磁波作為傳輸媒介的局域網。IEEE 802.11協議包括兩個物理層標準802.11a和802.11b，它們的工作頻段分別為2.4G和5G。無線局域網可以工作在不同的物理接口速率，802.11a支持6Mbps、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps和54Mbps等多種接口速率，802.11b支持1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps四種接口速率。802.11a和802.11b采用相同的媒體接入控制協議(MAC，Media Access Control)。
無線局域網主要由插入無線局域網卡的終端和接入點組成。終端和接入點在媒體接入控制協議控制下，分享同一信道。圖示為一種基礎設施模式的無線局域網的基本結構。多個終端與接入點(AP)組成中心點轉發的基礎設施(Infrastructure)模式，并通過接入點與有線網絡互聯。當然，多個終端可以組成無中心點的對等(Adhoc)模式。
無線局域網結構簡單，成本低廉，近兩年在國內外都得到了迅速的發展。但無線局域網最初是針對室內、小范圍應用環境而設計的，因此覆蓋范圍小，抗干擾能力弱。目前無線局域網大多只在室外熱點地區或者家庭等小范圍內使用，其較小的覆蓋范圍和較弱的抗干擾性限制了無線局域網的進一步發展。
無線局域網技術是從有線局域網技術演變而來的，因此其媒體接入控制和有線局域網的非常相似。有線局域網的媒體接入控制以載波偵聽/沖突檢測(CSMA/CD)為基礎，而無線局域網則以載波偵聽/沖突避免(CSMA/CA)為基礎。但無線局域網技術并不是有線局域網技術的照搬，它根據無線傳輸的特點進行了一些適應性的修改。比如，由于無線傳輸環境不像有線傳輸環境那么穩定，傳輸誤碼率較高，因此無線局域網的媒體接入控制方法中，增加了立即確認和重傳機制，以提高數據的正確傳輸率。
所謂立即確認和重傳機制是指數據發送方每發完一個數據包，就必須等待數據接收方的回應包——ACK。只有在發送方收到接收方的ACK以后，發送方才確信數據已經正確發送，才能發送其他數據，否則發送方將重發沒有得到確認的數據包。
而有線局域網由于傳輸信道環境很好，誤碼率很低，而且能檢測到多用戶信號之間的沖突，因此不需要確認機制。
另外，無線局域網允許用戶使用多種數據速率也是為了適應無線環境多變的特點。根據無線通信原理，相同帶寬條件下，不同的數據速率對信號質量的要求不一樣。高數據速率對信號質量要求較高，低數據速率對信號質量要求較低。由于無線局域網中，用戶之間距離不同、環境不同，造成信號質量有巨大差異。如果規定所有用戶都工作在較低的速率上，雖然系統的適用性提高了，但系統的性能降低；如果規定所有用戶都工作在較高速率上，雖然提高了系統的性能，但系統的適用性降低。因此規定所有用戶工作在相同的速率下并不合理。允許用戶工作在多種速率下，且根據信號質量情況，調整數據速率，才能兼顧適應性和性能的要求。
在協議規定的多種工作速率中，有些是必須支持的，而有些則是可選的。為了保證一些管理和控制報文能夠被所有的用戶收到，無線局域網協議對這些報文的傳輸速率進行了規定。ACK報文也是一種控制報文，協議規定，接收方收到數據包后，其回應的ACK包的工作速率必須在基本速率集中，如果接收數據包的速率大于基本速率集中的速率，則接收方以基本速率集中的最高速率回應ACK包，如果接收數據包的速率為基本速率集中的速率，則接收方以該相同的速率回應ACK包。以802.11a協議為例，其基本速率集中包括6Mbps、12Mbps、24Mbps。例如，如果收到數據包的工作速率為54Mbps，其大于基本速率集，根據協議規定，接收方回應的ACK包的工作速率必須在基本速率集中，則接收方回應ACK包的工作速率應為24Mbps；如果收到數據包的工作速率為12Mbps，其處于基本速率集中，根據協議規定，則接收方回應的ACK包也應為基本速率集中的12Mbps。
前面已經提到，覆蓋過小阻礙了無線局域網的進一步發展。目前提高無線局域網覆蓋范圍最為直接的方法就是提高無線接入點(AP，Access Point)的發射功率。而終端由于小型化以及省電要求，發射功率提高的余地不大。這樣就會產生下行鏈路(接入點到終端)和上行鏈路(終端到接入點)不對稱的問題。因為接入點和終端之間的上下行鏈路使用相同信道，物理特性相近，衰減相近，如果接入點發射功率大于終端發射功率，則接入點到達終端的信號強度會遠遠大于終端到達接入點的信號強度。因此，往往接入點可以以較高的數據速率發送數據到終端。
在上述情況下，如果仍然按照協議規定處理ACK包，則存在由于接入點不能正確接收到終端發來的ACK包，從而造成數據發送失敗的問題。比如，接入點以12Mpbs發送數據包到終端，由于終端功率較小而無法保證以12Mpbs回應ACK到接入點，但根據協議的規定，終端必須以12Mpbs回應ACK包，這樣，接入點就不能正確接收到ACK，從而造成數據發送失敗。
而在現有技術中為了能夠解決上述問題，所采用的方法是通過降低接入點的發送速率，以保證能夠接收到終端回應的相應速率的ACK包。顯然，這種方法使系統的性能受到較大損失，而且增大接入點發送功率的效果也沒有得到體現，接入點的工作速率仍然受上行鏈路限制。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種無線局域網中確認幀的發送方法，以提高系統的整體性能。
為到達上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種無線局域網中確認幀的發送方法，該方法包括以下步驟終端收到來自接入點的數據包后，以低于或等于接入點的發送速率給接入點回應確認幀ACK，和/或接入點收到來自終端的數據包后，以協議中規定的速率給終端回應ACK，或以高于終端的發送速率給終端回應ACK。
較佳地，所述低于或等于接入點的發送速率是以協議中規定的基本速率集中的最低速率給接入點回應ACK。
較佳地，所述低于接入點的發送速率是以低于接入點發送速率固定倍數的速率給接入點回應ACK。
較佳地，所述低于接入點的發送速率是根據終端到達接入點的信噪比，獲取該信噪比所對應的速率，以該速率給接入點回應ACK。
較佳地，所述終端到達接入點的信噪比為終端接收數據包的信噪比減去接入點和終端之間的功率差。
較佳地，所述高于終端的發送速率是以高于終端發送速率固定倍數的速率給終端回應ACK。
較佳地，所述固定倍數的確定方法為根據接入點和終端之間的發送功率差確定接收機靈敏度的差，將該接收機靈敏度相差所對應速率的最大倍數確定為固定倍數。
較佳地，所述高于終端的發送速率是根據接入點到達終端的信噪比，獲取該信噪比所對應的速率，以該速率給終端回應ACK。
較佳地，所述接入點到達終端的信噪比為終端接收數據包的信噪比加上接入點和終端之間的功率差。
較佳地，所述獲取信噪比所對應的速率的方法是，根據預先設定的接入點到達終端的最小信噪比與速率的對應關系表格中查找出。
應用本發明，根據上下行鏈路的不對稱性，通過適當降低終端回送ACK包的發送速率，或提高接入點回送ACK包的發送速率，使接入點能夠成功地接收到終端發送來的ACK包，即提高了接入點發送數據的成功率，從而提高了系統的整體性能和覆蓋面，而且提高了系統整體的傳輸效率。
圖示為一種基礎設施模式的無線局域網的基本結構。
具體實施例方式
為使本發明的技術方案更加清楚，下面對本發明再做進一步地詳細說明。
本發明的思路是終端收到來自接入點的數據包后，以低于或等于接入點的發送速率給接入點回應ACK，和/或接入點收到來自終端的數據包后，以協議中規定的速率給終端回應ACK，或以高于終端的發送速率給終端回應ACK。
下面具體說明終端收到來自接入點的數據包后，以低于或等于接入點的發送速率給接入點回應ACK的方法。
方法一終端B接收到接入A點發來的數據后，以協議中規定的基本速率集中的最低速率給接入點回應ACK。
以802.11a協議為例，其基本速率集中包括6Mbps、12Mbps、24Mbps。如果終端B收到數據包的工作速率為54Mbps，其大于基本速率集中的速率，則終端B以基本速率集中的最低速率給接入點A回應ACK包，即終端B以6Mbps的工作速率給接入點A回應ACK包；如果終端B收到數據包的工作速率為12Mbps，其處于基本速率集中，則終端B同樣地以基本速率集中的最低速率給接入點A回應ACK包，即終端B以6Mbps的工作速率給接入點A回應ACK包；如果終端B收到數據包的工作速率為6Mbps，其為基本速率集中的最低速率，則終端B同樣地以基本速率集中的最低速率給接入點A回應ACK包，即終端B以6Mbps的工作速率給接入點A回應ACK包。
方法二終端B接收到接入點A發來的數據后，根據接入點A和終端B之間的發送功率差確定固定倍數k，并以低于接入點A發送速率固定倍數k的速率給接入點A回應ACK。
下面具體舉例說明。表1所示為無線局域網中不同工作速率下的接收機的靈敏度。接收機的靈敏度是正確接收信號所需要的最低信號功率。
表1假設接入點A與終端B之間的發送功率差為10dB，則根據上表確定接收機靈敏度相差在10dB以上，且最接近10dB的速率組合如速率為54Mbps所對應的靈敏度為-70，速率為18Mbps所對應的靈敏度為-84，兩者之間相差-14，則速率54Mbps和速率18Mbps靈敏度相差在10dB以上，且最接近10dB的速率組合，以此類推，速率48Mbps和速率18Mbps，速率36Mbps和速率9Mbps，速率24Mbps和速率6Mbps也為靈敏度相差在10dB以上，且最接近10dB的速率組合，即54-->18，且54÷18＝3；48-->18，且48÷18＝8/3；36-->9，且36÷9＝4；24-->6，且24÷6＝4；在以上組合中，為了讓上述不同速率下的組合能夠全部滿足要求，應該使固定倍數k的值等于上述組合中倍數最大的值，即4，由此確定固定倍數k＝4。當接入點A以24M速率發送時，則終端B以24/k＝24/4＝6Mbps的速率回ACK包；當接入點A以48M發送時，終端B以48/k＝48/4＝12Mbps的速率回ACK包。
方法三終端B接收到接入點A發來的數據后，根據接入點A和終端B之間的發送功率差以及終端B接收數據包的信噪比，獲取終端到達接入點的信噪比p，然后由終端B根據該信噪比p所確定的速率給接入點A回應ACK。終端B到達接入點A的信噪比p為終端接收數據包的信噪比(dB)減去功率差(dB)的值。
例如，終端B收到接入點A以24Mbps發送的數據包，且終端B接收數據包的信噪比為12dB，接入點A和終端B之間的功率差為10dB，則終端B到達接入點A的信噪比為12dB-10dB＝2dB，速率與最小信噪比的關系如表2所示，由表2可知，終端B應以6Mbps給接入點A回應ACK包。
表2下面具體說明接入點A收到來自終端B的數據包后，以協議中規定的速率給終端回應ACK，或以高于終端B的發送速率給終端B回應ACK的方法。
方法一接入點A接收到終端B發來的數據后，以協議中規定的速率給終端回應ACK。
仍以802.11a協議為例，如果接入點A收到數據包的工作速率為54Mbps，其大于基本速率集中的速率，則根據協議規定，接入點A以基本速率集中的最高速率給接入點A回應ACK包，即接入點A以24Mbps的工作速率給終端B回應ACK包；如果接入點A收到數據包的工作速率為12Mbps，其為處于基本速率集中的速率，根據協議規定，接入點A以相同的速率，即基本速率集中的12Mbps給終端B回應ACK包。
方法二接入點A接收到終端B發來的數據后，根據接入點A和終端B之間的功率差確定固定倍數m，并以高于終端B發送速率固定倍數m的速率給終端B回應ACK包。
例如，參見表1所示的無線局域網中不同工作速率下的接收機的靈敏度，假設接入點A與終端B之間的功率差為10dB，則可以確定固定倍數K＝4，當終端B以6Mbps速率發送數據，接入點A可以以6×4＝24Mbps的速率回ACK包；當終端B以9Mbps速率發送數據，接入點A可以以9×4＝36Mbps的速率回ACK包。
方法三接入點A接收到終端B發來的數據后，根據接入點A和終端B之間的功率差以及接入點A接收數據包的信噪比，獲取接入點A到達終端B的信噪比n，然后由接入點A根據該信噪比n所確定的速率給終端B回應ACK。接入點A到達終端B的信噪比n為接入點A接收數據包的信噪比(dB)加上功率差(dB)的值。
例如，接入點A收到終端B以24Mbps發送的數據包，且接入點A接收數據包的信噪比為12dB，接入點A和終端B之間的功率差為10dB，則接入點A到達終端B的信噪比為12dB+10dB＝22dB，速率與最小信噪比的關系如表2所示，由表2可知，48Mbps所對應的最小信噪比為19dB，54Mbps所對應的最小信噪比為23dB，由于最小信噪比是保證數據正確傳輸的最低條件，因此，接入點A只能以48Mbps給終端B回應ACK包。
本發明適用于所有上下行鏈路不對稱的，且需要傳輸確認幀的無線系統。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種無線局域網中確認幀的發送方法，其特征在于，該方法包括以下步驟終端收到來自接入點的數據包后，以低于或等于接入點的發送速率給接入點回應確認幀ACK，和/或接入點收到來自終端的數據包后，以協議中規定的速率給終端回應ACK，或以高于終端的發送速率給終端回應ACK。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低于或等于接入點的發送速率是以協議中規定的基本速率集中的最低速率給接入點回應ACK。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低于接入點的發送速率是以低于接入點發送速率固定倍數的速率給接入點回應ACK。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低于接入點的發送速率是根據終端到達接入點的信噪比，獲取該信噪比所對應的速率，以該速率給接入點回應ACK。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述終端到達接入點的信噪比為終端接收數據包的信噪比減去接入點和終端之間的功率差。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高于終端的發送速率是以高于終端發送速率固定倍數的速率給終端回應ACK。
7.根據權利要求3或6所述的方法，其特征在于，所述固定倍數的確定方法為根據接入點和終端之間的發送功率差確定接收機靈敏度的差，將該接收機靈敏度相差所對應速率的最大倍數確定為固定倍數。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高于終端的發送速率是根據接入點到達終端的信噪比，獲取該信噪比所對應的速率，以該速率給終端回應ACK。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述接入點到達終端的信噪比為終端接收數據包的信噪比加上接入點和終端之間的功率差。
10.根據權利要求4或8所述的方法，其特征在于，所述獲取信噪比所對應的速率的方法是，根據預先設定的接入點到達終端的最小信噪比與速率的對應關系表格中查找出。
全文摘要
本發明提供了一種無線局域網中確認幀的發送方法，該方法包括以下步驟終端收到來自接入點的數據包后，以低于或等于接入點的發送速率給接入點回應確認幀ACK，和/或接入點收到來自終端的數據包后，以協議中規定的速率給終端回應ACK，或以高于終端的發送速率給終端回應ACK。應用本發明，根據上下行鏈路的不對稱性，通過適當降低終端回送ACK包的發送速率，或提高接入點回送ACK包的發送速率，使接入點能夠成功地接收到終端發送來的ACK包，即提高了接入點發送數據的成功率，從而提高了系統的整體性能和覆蓋面，而且提高了系統整體的傳輸效率。
文檔編號H04L29/06GK1612536SQ20031010330
公開日2005年5月4日 申請日期2003年10月28日 優先權日2003年10月28日
發明者李永茂 申請人:華為技術有限公司